AOT编程

news2025/1/13 13:39:52

1. AOT与JIT

AOT：Ahead-of-Time（提前编译）：程序执行前，全部被编译成机器码

JIT：Just in Time（即时编译）: 程序边编译，边运行；

编译：

  • 源代码（.c、.cpp、.go、.java。。。） =编译= 机器码

语言：

  • 编译型语言：编译器
  • 解释型语言：解释器

1. Complier 与 Interpreter

Java：半编译半解释

在线编程网站：https://anycodes.cn/editor

img

对比项编译器解释器
机器执行速度快，因为源代码只需被转换一次慢，因为每行代码都需要被解释执行
开发效率慢，因为需要耗费大量时间编译快，无需花费时间生成目标代码，更快的开发和测试
调试难以调试编译器生成的目标代码容易调试源代码，因为解释器一行一行地执行
可移植性（跨平台）不同平台需要重新编译目标平台代码同一份源码可以跨平台执行，因为每个平台会开发对应的解释器
学习难度相对较高，需要了解源代码、编译器以及目标机器的知识相对较低，无需了解机器的细节
错误检查编译器可以在编译代码时检查错误解释器只能在执行代码时检查错误
运行时增强无可以动态增强

2. AOT 与 JIT 对比

AOT会牺牲高级语言的一些特性：反射，面向切面…

JITAOT
优点1.具备实时调整能力
2.生成最优机器指令
3.根据代码运行情况优化内存占用		1.速度快，优化了运行时编译时间和内存消耗
2.程序初期就能达最高性能
3.加快程序启动速度
缺点1.运行期边编译速度慢
2.初始编译不能达到最高性能		1.程序第一次编译占用时间长
2.牺牲高级语言一些特性

在 OpenJDK 的官方 Wiki 上，介绍了HotSpot 虚拟机一个相对比较全面的、 即时编译器（JIT） 中采用的优化技术列表。

img

img

可使用：-XX:+PrintCompilation 打印JIT编译信息

3. JVM架构

.java === .class === 机器码

img

JVM: 既有解释器，又有编辑器（JIT：即时编译）；

4. Java的执行过程

建议阅读：

  • 美团技术：https://tech.meituan.com/2020/10/22/java-jit-practice-in-meituan.html
  • openjdk官网：https://wiki.openjdk.org/display/HotSpot/Compiler

1. 流程概要

img

jvm里面会判断一段代码是解释执行还是编译执行，如果是编译执行，就编译成机器码并且放到缓存里面，下次用到的时候，直接取；如果是解释执行，就直接解释执行，并且统计解释执行的次数，当次数达到某个阈值的时候，就触发编译，将机器码放在缓存中。

2. 详细流程

热点代码：调用次数非常多的代码

img

5. JVM编译器

JVM中集成了两种编译器，Client Compiler 和 Server Compiler；

  • Client Compiler注重启动速度和局部的优化
  • Server Compiler更加关注全局优化，性能更好，但由于会进行更多的全局分析，所以启动速度会慢。

Client Compiler：

  • HotSpot VM带有一个Client Compiler C1编译器
  • 这种编译器启动速度快，但是性能比较Server Compiler来说会差一些。
  • 编译后的机器码执行效率没有C2的高

Server Compiler：

  • Hotspot虚拟机中使用的Server Compiler有两种：C2 和 Graal。
  • 在Hotspot VM中，默认的Server Compiler是C2编译器。

6. 分层编译

Java 7开始引入了分层编译(Tiered Compiler)的概念，它结合了C1和C2的优势，追求启动速度和峰值性能的一个平衡。分层编译将JVM的执行状态分为了五个层次。五个层级分别是：

  • 解释执行。
  • 执行不带profiling的C1代码。
  • 执行仅带方法调用次数以及循环回边执行次数profiling的C1代码。
  • 执行带所有profiling的C1代码。
  • 执行C2代码。

profiling就是收集能够反映程序执行状态的数据。其中最基本的统计数据就是方法的调用次数，以及循环回边的执行次数。

img

  • 图中第①条路径，代表编译的一般情况，热点方法从解释执行到被3层的C1编译，最后被4层的C2编译。
  • 如果方法比较小（比如Java服务中常见的getter/setter方法），3层的profiling没有收集到有价值的数据，JVM就会断定该方法对于C1代码和C2代码的执行效率相同，就会执行图中第②条路径。在这种情况下，JVM会在3层编译之后，放弃进入C2编译，直接选择用1层的C1编译运行。
  • 在C1忙碌的情况下，执行图中第③条路径，在解释执行过程中对程序进行profiling ，根据信息直接由第4层的C2编译。
  • 前文提到C1中的执行效率是1层>2层>3层，第3层一般要比第2层慢35%以上，所以在C2忙碌的情况下，执行图中第④条路径。这时方法会被2层的C1编译，然后再被3层的C1编译，以减少方法在3层的执行时间。
  • 如果编译器做了一些比较激进的优化，比如分支预测，在实际运行时发现预测出错，这时就会进行反优化，重新进入解释执行，图中第⑤条执行路径代表的就是反优化。

总的来说，C1的编译速度更快，C2的编译质量更高，分层编译的不同编译路径，也就是JVM根据当前服务的运行情况来寻找当前服务的最佳平衡点的一个过程。从JDK 8开始，JVM默认开启分层编译。

存在的问题：

  • java应用如果用jar，解释执行，热点代码才编译成机器码；初始启动速度慢，初始处理请求数量少。
  • 大型云平台，要求每一种应用都必须秒级启动。每个应用都要求效率高。

希望的效果：

  • java应用也能提前被编译成机器码，随时急速启动，一启动就急速运行，最高性能

  • 编译成机器码的好处：

    • 另外的服务器还需要安装Java环境
    • 编译成机器码的，可以在这个平台 Windows X64 直接运行。

2. GraalVM

官网：https://www.graalvm.org/

GraalVM是一个高性能的JDK，旨在加速用Java和其他JVM语言编写的应用程序的执行，同时还提供JavaScript、Python和许多其他流行语言的运行时。

GraalVM提供了两种运行Java应用程序的方式：

    1. 在HotSpot JVM上使用Graal即时（JIT）编译器
    1. 作为预先编译（AOT）的本机可执行文件运行（本地镜像）。

GraalVM的多语言能力使得在单个应用程序中混合多种编程语言成为可能，同时消除了外部语言调用的成本。

1. 架构

img

2. 安装

跨平台提供原生镜像原理：安装graalVM,native-image，然后通过native-image进行调用集成环境VisualStudio，打包成windows下的可执行程序。

img

1. VisualStudio

官网：https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/free-developer-offers/

img

img

别选中文

img

img

记住你安装的地址；

2. GraalVM

1. 安装

下载 GraalVM + native-image

image.png

img

img

img

img

2. 配置

修改 JAVA_HOME 与 Path，指向新bin路径

img

img

验证JDK环境为GraalVM提供的即可：

img

3. 依赖

安装 native-image 依赖：

  1. 网络环境好：参考：https://www.graalvm.org/latest/reference-manual/native-image/#install-native-image
gu install native-image
  1. 网络不好，使用我们下载的离线jar;native-image-xxx.jar文件
gu install --file native-image-installable-svm-java17-windows-amd64-22.3.2.jar
4. 验证
native-image

image.png

3. 测试

1. 创建项目

  • 创建普通java项目。编写HelloWorld类；

    • 使用mvn clean package进行打包
    • 确认jar包是否可以执行java -jar xxx.jar
    • 可能需要给 MANIFEST.MF添加 Main-Class: 你的主类

2. 编译镜像

  • 编译为原生镜像（native-image）：使用native-tools终端

img

#从入口开始，编译整个jar
native-image -cp boot3-15-aot-common-1.0-SNAPSHOT.jar com.atguigu.MainApplication -o Haha

#编译某个类【必须有main入口方法，否则无法编译】
native-image -cp .\classes org.example.App

要把应用程序通过package打包之后，进入VisualStudio提供的x64 Native Tools，jar所在的文件夹下执行native-image -cp boot3-15-aot-common-1.0-SNAPSHOT.jar com.atguigu.MainApplication -o Haha。这个命令的com.atguigu.MainApplication表示入口，-o Haha表示生成的可执行文件名为Haha

3. Linux平台测试

    1. 安装gcc等环境
sudo yum install gcc glibc-devel zlib-devel
    1. 下载安装配置Linux下的GraalVM、native-image
    • 下载：https://www.graalvm.org/downloads/
    • 安装：GraalVM、native-image
    • 配置：JAVA环境变量为GraalVM
tar -zxvf graalvm-ce-java17-linux-amd64-22.3.2.tar.gz -C /opt/java/

sudo vim /etc/profile
#修改以下内容
export JAVA_HOME=/opt/java/graalvm-ce-java17-22.3.2
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

source /etc/profile
    1. 安装native-image
gu install --file native-image-installable-svm-java17-linux-amd64-22.3.2.jar
    1. 使用native-image编译jar为原生程序
native-image -cp xxx.jar org.example.App

3. SpringBoot整合

image.png

1. 依赖导入

 <build>
     <plugins>
         <plugin>
             <groupId>org.graalvm.buildtools</groupId>
             <artifactId>native-maven-plugin</artifactId>
         </plugin>
         <plugin>
             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
             <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
         </plugin>
     </plugins>
</build>

2. 生成native-image

1、运行aot提前处理命令：mvn springboot:process-aot

2、运行native打包：mvn -Pnative native:build

# 推荐加上 -Pnative
mvn -Pnative native:build -f pom.xml

img

3. 常见问题

可能提示如下各种错误，无法构建原生镜像，需要配置环境变量；

  • 出现cl.exe找不到错误
  • 出现乱码
  • 提示no include path set
  • 提示fatal error LNK1104: cannot open file ‘LIBCMT.lib’
  • 提示 LINK : fatal error LNK1104: cannot open file ‘kernel32.lib’
  • 提示各种其他找不到

需要修改三个环境变量：Path、INCLUDE、lib

  • 1、 Path：添加如下值

    • C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\VC\Tools\MSVC\14.33.31629\bin\Hostx64\x64

  • 2、新建INCLUDE环境变量：值为

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\VC\Tools\MSVC\14.33.31629\include;C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Include\10.0.19041.0\shared;C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Include\10.0.19041.0\ucrt;C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Include\10.0.19041.0\um;C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Include\10.0.19041.0\winrt

img

  • 3、新建lib环境变量：值为
C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\VC\Tools\MSVC\14.33.31629\lib\x64;C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Lib\10.0.19041.0\um\x64;C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Lib\10.0.19041.0\ucrt\x64

clude\10.0.19041.0\um;C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Include\10.0.19041.0\winrt


[外链图片转存中...(img-RrpPlCvu-1703577786321)]

- 3、新建`lib`环境变量：值为

```latex
C:\Program Files\Microsoft Visual Studio\2022\Community\VC\Tools\MSVC\14.33.31629\lib\x64;C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Lib\10.0.19041.0\um\x64;C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Lib\10.0.19041.0\ucrt\x64

img

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1341069.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

oled显示汉字字体 形状 使用

oled显示汉字字体 形状 使用

oled模块的工作原理 oled的上方四个接口是IIC总线 通过IIC总线可以进行数据的传输 在OLED模块背后有一个芯片叫做SSD1306 这个芯片内部有1024个字节的RAM 对应到右边的小屏幕上就有1024个字节 一个字节八个bit位 每一个bit位就对应着一个小点 我们只需要往oled的RAM上写入数据就…
阅读更多...
TPRI-DMP平台介绍

TPRI-DMP平台介绍

TPRI-DMP平台介绍 TPRI-DMP平台概述 TPRI-DMP为华能集团西安热工院自主产权的工业云PaaS平台&#xff0c;已经过13年的发展和迭代&#xff0c;其具备大规模能源电力行业生产应用软件开发和运行能力。提供TPRI-DMP平台主数据管理、业务系统开发与运行、应用资源管理与运维监控…
阅读更多...
新能源光伏行业CRM：推动绿色能源发展与高效客户管理的双重突破

新能源光伏行业CRM：推动绿色能源发展与高效客户管理的双重突破

随着“碳中和”计划以及传统能源价格的不断飙升&#xff0c;我国新能源光伏产业在国家“双碳”战略目标和市场需求的双重驱动下高歌猛进&#xff0c;中国光伏产业新增装机量、累计装机量连续多年位居全球首位。CRM在光伏产业中的作用也日益突出。下面为您介绍新能源光伏行业的C…
阅读更多...
UDP单播

UDP单播

CMakeLists.txt文件中添加如下行&#xff1a; link_libraries(ws2_32) 1.发送端 #include <iostream> #include <winsock2.h> #include <cstdio>#pragma comment(lib, "Ws2_32.lib") // Link with ws2_32.libint main() {1.Initialize winsock…
阅读更多...
Redis中RDB和AOF

Redis中RDB和AOF

Redis中RDB和AOF 定时间间隔执行数据集的时间快照&#xff0c;把某一时刻数据和妆容以文件的形式写到磁盘上&#xff0c;也就是快照。 配置文件 如果是普通安装方式可以跳过&#xff0c;如果是docker安装&#xff0c;需要到官网下载redis.conf配置文件到本地&#xff0c;地址…
阅读更多...
配置IPv6静态路由示例

配置IPv6静态路由示例

1、静态路由简介 静态路由是一种需要管理员手工配置的特殊路由。 静态路由在不同网络环境中有不同的目的&#xff1a; 当网络结构比较简单时&#xff0c;只需配置静态路由就可以使网络正常工作。 在复杂网络环境中&#xff0c;配置静态路由可以改进网络的性能&#xff0c;并…
阅读更多...
嵌入式开发——ADC模拟信号和数字信号

嵌入式开发——ADC模拟信号和数字信号

模拟信号和数字信号 模拟信号 自然界中大多数物理量是连续变化的,比如温度、声音、压力等灯,它们在一定时间内,可以有无限多个不同的取值,这些信号就是模拟信号。模拟信号就是指用连续变化的物理量所表示的信号。 自然界中的物理量都需要通过传感器将其转换成电信号后,才能进…
阅读更多...
锐捷路由小型综合实验

锐捷路由小型综合实验

一、实验拓扑 二、实验目的 1、熟练掌握ospf的配置 2、熟练掌握RIP的配置 3、熟练掌握静态路由的配置 4、熟练掌握各种路由协议之间的引入 5、熟练掌握telnet和ssh的配置 三、实验配置 R1 //配置telent username admin password admin123 enable password admin123 enable…
阅读更多...
java设计模式学习之【迭代器模式】

java设计模式学习之【迭代器模式】

文章目录 引言迭代器模式简介定义与用途实现方式 使用场景优势与劣势在Spring框架中的应用迭代器示例代码地址 引言 想象一下&#xff0c;你在一个书店里浏览各种书籍。你可能会从头到尾查看每一本书&#xff0c;或者可能跳过一些不感兴趣的部分。在这个过程中&#xff0c;你实…
阅读更多...
Yapi接口管理平台Centos7部署

Yapi接口管理平台Centos7部署

文章目录 1.环境准备1.1 关闭透明大页THP1.2 设置最大文件打开数最大进程数 2.Nodejs安装3.安装Mongodb3.1 下载安装3.2 配置3.3 配置环境变量3.4 启动3.5 关闭 4.安装YAPI4.1 离线安装4.2 页面安装&#xff08;本次采用&#xff09;4.3 访问 1.环境准备 1.1 关闭透明大页THP …
阅读更多...
c语言：输出范围内的质数｜练习题

c语言：输出范围内的质数｜练习题

一、题目 输入一个数n&#xff0c;输出n之内的所有质数 如图&#xff1a; 二、思路分析 1、设置一个数num&#xff0c;从2开始&#xff0c;不断作1操作&#xff0c;作为被除数 2、用一个不断自1的数&#xff0c;除以num&#xff0c;如果num不能被整除&#xff0c;则为质数 3、例…
阅读更多...
Google Ad帐号被封？这几个关键点看好

Google Ad帐号被封？这几个关键点看好

海外广告投放工作中&#xff0c;账号是非常重要的环节。与在Facebook上运行广告相比&#xff0c;运行Google Ads在代理选择方面通常没有那么严格&#xff0c;因为 Google 对 IP 使用并不那么严格。但是&#xff0c;这并不意味着您可以不加考虑地使用任何代理IP。在本文中&#…
阅读更多...
MySQL事务、四大原则、执行步骤、四种隔离级别、锁、脏读、脏写等

MySQL事务、四大原则、执行步骤、四种隔离级别、锁、脏读、脏写等

MySQL事务 MySQL事务1.什么是事务&#xff1f;2.事务的四大原则3.事务执行的步骤4、事务的隔离性5、MySQL中的锁 MySQL事务 模拟一个转账业务&#xff1a; 上图中的sql语句&#xff1a; update from table set money mongey - 100 where name A; update from table set mone…
阅读更多...
【数据结构】插入排序、选择排序、冒泡排序、希尔排序、堆排序

【数据结构】插入排序、选择排序、冒泡排序、希尔排序、堆排序

前言&#xff1a;生活中我们总是会碰到各种各样的排序&#xff0c;今天我们就对部分常用的排序进行总结和学习&#xff0c;今天的内容还是相对比较简单的一部分&#xff0c;各位一起加油哦&#xff01; &#x1f496; 博主CSDN主页:卫卫卫的个人主页 &#x1f49e; &#x1f44…
阅读更多...
Python经典游戏 唤醒你童年记忆

Python经典游戏 唤醒你童年记忆

这些游戏你玩过几个&#xff1f; 1.贪吃蛇2.吃豆人3.加农炮4.四子棋5. Fly Bird<font color #f3704ab>6.记忆&#xff1a;数字对拼图游戏&#xff08;欢迎挑战&#xff01;用时&#xff1a;2min&#xff09;7.乒乓球8.上课划水必备-井字游戏&#xff08;我敢说100%的人都…
阅读更多...
verilog rs232串口模块

verilog rs232串口模块

前面发了个发送模块&#xff0c;这次补齐&#xff0c;完整。 串口计数器&#xff0c;波特率适配 uart_clk.v module uart_clk(input wire clk,input wire rst_n,input wire tx_clk_en,input wire rx_clk_en,input wire[1:0] baud_sel,output wire tx_clk,output wire rx_clk )…
阅读更多...
spring、springmvc、springboot、springcloud简介

spring、springmvc、springboot、springcloud简介

spring简介 spring是什么&#xff1f; spring: 春天spring: 轻量级的控制反转和面向切面编程的框架 历史 2002年&#xff0c;首次推出spring雏形&#xff0c;interface 21框架2004年&#xff0c;发布1.0版本Rod Johnson: 创始人&#xff0c;悉尼大学&#xff0c;音乐学博士…
阅读更多...
什么是 NLP (自然语言处理）

什么是 NLP (自然语言处理）

NLP&#xff08;自然语言处理&#xff09;到底是做什么&#xff1f; NLP 的全称是 Natural Language Processing&#xff0c;翻译成中文称作&#xff1a;自然语言处理。它是计算机和人工智能的一个重要领域。顾名思义&#xff0c;该领域研究如何处理自然语言。 自然语言就是我…
阅读更多...
企业如何购买腾讯云服务器?(详细指南)

企业如何购买腾讯云服务器?(详细指南)

腾讯云服务器购买流程直接在官方秒杀活动上购买比较划算&#xff0c;在云服务器CVM或轻量应用服务器页面自定义购买价格比较贵&#xff0c;但是自定义购买云服务器CPU内存带宽配置选择范围广&#xff0c;活动上购买只能选择固定的活动机&#xff0c;选择范围窄&#xff0c;但是…
阅读更多...
如何本地部署Nextcloud结合cpolar搭建专属私有云盘远程访问（内网穿透）

如何本地部署Nextcloud结合cpolar搭建专属私有云盘远程访问（内网穿透）

文章目录 摘要1. 环境搭建2. 测试局域网访问3. 内网穿透3.1 ubuntu本地安装cpolar3.2 创建隧道3.3 测试公网访问 4 配置固定http公网地址4.1 保留一个二级子域名4.1 配置固定二级子域名4.3 测试访问公网固定二级子域名 摘要 Nextcloud,它是ownCloud的一个分支,是一个文件共享服…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023